【场效应晶体管工作原理】场效应晶体管（Field-Effect Transistor，简称FET）是一种利用电场控制电流的半导体器件。它在电子电路中广泛应用，特别是在放大器、开关电路和数字逻辑电路中。FET具有输入阻抗高、功耗低、噪声小等优点，是现代电子技术中的重要组成部分。
一、FET的基本分类
FET主要分为两种类型：结型场效应晶体管（JFET） 和 金属-氧化物-半导体场效应晶体管（MOSFET）。它们的工作原理相似，但结构和应用有所不同。
| 类型 | 全称 | 结构特点 | 工作原理 |
| JFET | 结型场效应晶体管 | 由P-N结构成 | 利用电场控制沟道导通 |
| MOSFET | 金属-氧化物-半导体场效应晶体管 | 由绝缘层隔离栅极 | 利用栅极电压控制沟道导通 |
二、基本工作原理
FET的核心在于通过外加电压控制其内部的导电沟道，从而调节电流的大小。与双极型晶体管（BJT）不同，FET是电压控制器件，不需要电流驱动。
1. JFET的工作原理
JFET由一个N型或P型半导体材料构成的沟道，两侧有P-N结作为栅极。当栅极电压变化时，会改变沟道的宽度，进而影响电流的大小。
- 夹断现象：当栅极电压达到一定值时，沟道被“夹断”，电流几乎为零。
- 饱和区：当漏极电压足够大时，电流不再随电压增加而显著变化。
2. MOSFET的工作原理
MOSFET的结构更为复杂，其核心是一个由金属、氧化物和半导体组成的三层结构。栅极与沟道之间通过一层绝缘层（通常是二氧化硅）隔开。
- 增强型MOSFET：在栅极施加正电压时，会在沟道区域形成导电通道。
- 耗尽型MOSFET：在无外加电压时已有导电沟道，施加负电压可关闭沟道。
三、FET的主要参数
| 参数 | 含义 |
| 跨导（gm） | 栅极电压对漏极电流的控制能力 |
| 阈值电压（Vth） | 开启沟道所需的最小栅极电压 |
| 漏源电阻（Rds(on)) | 在导通状态下，漏极与源极之间的电阻 |
| 输入阻抗 | 栅极对地的阻抗，通常非常高 |
四、FET的应用
FET因其高输入阻抗、低功耗等特性，在多个领域中广泛应用：
| 应用场景 | 说明 |
| 放大器 | 用于音频、射频信号放大 |
| 开关电路 | 用于数字电路中的逻辑门 |
| 电源管理 | 用于DC-DC转换器、电池充电等 |
| 传感器 | 用于压力、温度等信号检测 |
五、总结
场效应晶体管是一种基于电场控制电流的半导体器件，主要包括JFET和MOSFET两种类型。其工作原理基于栅极电压对沟道导电性的控制，具有高输入阻抗、低功耗等优点。在现代电子系统中，FET广泛应用于放大、开关、电源管理和传感器等领域，是电子设计中不可或缺的元件。